Mutarotacja

Co to jest mutarotacja?

Mutarotacja to zjawisko stopniowej zmiany skręcalności optycznej roztworu cukru po jego rozpuszczeniu, aż do osiągnięcia wartości stałej w stanie równowagi.

Najczęściej omawia się ją na przykładzie glukozy. Czysta α-D-glukopiranoza ma inną skręcalność właściwą niż β-D-glukopiranoza. Po rozpuszczeniu w wodzie cząsteczki formy α częściowo przechodzą w formę β i odwrotnie. Ustala się mieszanina równowagowa obu anomerów, dlatego obserwowana skręcalność zmienia się w czasie.

Na czym polega mechanizm?

Mutarotacja zachodzi przez chwilowe otwarcie pierścienia cukru do formy łańcuchowej, a następnie ponowne zamknięcie pierścienia. Zamknięcie może dać formę α albo β.

Schematycznie:

• α-D-glukopiranoza
• forma łańcuchowa D-glukozy
• β-D-glukopiranoza

W roztworze wodnym formy te pozostają w równowadze.

Przykład egzaminacyjny

Jeżeli po rozpuszczeniu α-D-glukopiranozy skręcalność właściwa wynosi początkowo około +112,2°, a następnie spada do wartości równowagowej około +52,7°, to jest to właśnie mutarotacja.

Jak odróżnić od innych pojęć?

• Mutarotacja – zmiana skręcalności optycznej cukru w czasie wskutek przemiany anomerów.
• Racemizacja – powstawanie mieszaniny enancjomerów w stosunku 1:1, zwykle z zanikiem czynności optycznej.
• Inwersja – zmiana znaku skręcalności, np. podczas hydrolizy sacharozy.
• Tautomeria – równowaga między izomerami różniącymi się położeniem atomu wodoru i wiązania podwójnego.

Znaczenie analityczne

Mutarotacja ma znaczenie w polarymetrii, ponieważ wynik pomiaru skręcalności cukru może zależeć od czasu, jaki upłynął od przygotowania roztworu.